Despertarse y caminar al baño en la oscuridad total de la noche requiere actividad cerebral tanto consciente como inconsciente y requiere un solo gen maestro conocido como Math1 o Atoh1, dijeron investigadores del Baylor College of Medicine en un informe que aparece en línea en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Math1 es un centro maestro para los genes que controlan varias partes de las redes neuronales para la audición, el equilibrio, el sentido inconsciente de la propia posición en el espacio llamada propiocepción y en un nuevo hallazgo, la interocepción, que se asocia con actividades como despertar debido a una vejiga llena o un colon distendido, dijo el Dr. Huda Zoghbi, profesora de genética molecular y humana, pediatría, neurología y neurociencia en BCM y el Dr. Matthew Rose, M. D./Ph. D. estudiante en el laboratorio de Zoghbi.
Enlace entre sistemas sensoriales
"Nos sorprende", dijo Zoghbi, quien también es director del Instituto Neurológico Jan and Dan Duncan en el Texas Children's Hospital e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. "Sabíamos que Math1 era importante para la audición y la propiocepción. Ahora sabemos que este gen sienta las bases para saber dónde estás con respecto al entorno y cómo moverte con seguridad dentro de él, automáticamente".
Los hallazgos demuestran un vínculo genético, de desarrollo y funcional entre los diversos sistemas sensoriales que gobiernan la propiocepción, la interocepción, la audición, el equilibrio y la excitación conscientes e inconscientes (a partir del sueño), dijo el Dr. Kaashif Ahmad, becario de neonatología en BCM y Texas Children's y miembro del laboratorio de Zoghbi.
Supón que estás caminando por el bosque y de repente un depredador se dirige hacia ti, dijo Zoghbi. Las actividades de localización auditiva y de sonido controladas por este gen le permiten localizar la posición del depredador y correr rápidamente en dirección opuesta al depredador.
Papel en la respiración
Math1 es un componente clave del sistema que lo pone en movimiento automáticamente en respuesta a estímulos internos y externos. En un estudio reciente, el laboratorio Zoghbi demostró que Math1 también juega un papel clave en el circuito de la respiración.
"Es posible que algunas de las neuronas que detectan el movimiento dentro y fuera del cuerpo también estén estimulando la red respiratoria de los bebés cuando nacen", dijo Rose.
Estudiar Matemáticas1 es emocionante, dijo, porque muchos tipos diferentes de neuronas requieren el gen en todo el tronco encefálico y luego se conectan en las mismas redes sensoriales.
"Math1 es necesario no solo para las neuronas que detectan una vejiga llena, sino también para aquellas que te despiertan y te permiten encontrar el camino al baño en la oscuridad", dijo Rose. "La clave ahora será mapear todas estas conexiones con mayor detalle".
Dra. Christina Thaller, profesora asociada de bioquímica en BCM, participó en esta investigación.
Los fondos para este trabajo provinieron del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano, el Centro de Investigación de Trastornos Intelectuales y del Desarrollo de Baylor, los Defensores de la Investigación de Baylor para Estudiantes Científicos y el Howard Hughes Instituto Médico.
